不同灌溉技術(shù)對(duì)水稻生長發(fā)育等的影響

潘廣良

(方正縣河湖運(yùn)行保障中心，黑龍江 方正 150800)

0 引 言

本試驗(yàn)在黑龍江省雙鴨山市寶清縣進(jìn)行。寶清縣位于黑龍江省東部，完達(dá)山北麓。東、南以七星河、完達(dá)山脊與饒河縣、虎林縣、密山市和七臺(tái)河市分界，西與勃利縣、樺南縣和雙鴨山市接壤，北以七星河與友誼縣、富錦市毗鄰。地理位置為E131°12′-133°30′，N45°45′-46°55′，距雙鴨山市東南100km處。地勢由西南向東北逐漸傾斜，東西南三面環(huán)山，北部為平原區(qū)，地勢平坦。該地區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，土壤為白漿土，pH值一般為5-6，平均氣溫3.2℃/a，平均氣溫3.2℃/a，平均降水量574mm ，蒸發(fā)量843.8mm/a，≥10℃有效積溫2532.2℃，日照時(shí)數(shù)2735h/a。在水稻品種、育秧、移栽、密度、植保、用肥等技術(shù)措施以及基礎(chǔ)地力相同的條件下，分別對(duì)淺濕灌溉、濕潤灌溉、和常規(guī)灌溉三種灌溉技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，并分別將淺濕灌溉、濕潤灌溉、常規(guī)灌溉分3個(gè)水平，共9個(gè)處理，3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)[1]。

1 不同灌溉技術(shù)對(duì)水稻生育期的影響

不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育進(jìn)程，見表1。在濕潤灌溉技術(shù)中，濕潤Ⅰ與濕潤Ⅱ抽穗期天數(shù)不同，全生育天數(shù)相同，在全生育天數(shù)濕潤Ⅲ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ少1d。在淺濕灌溉技術(shù)中，淺濕Ⅲ全生育天數(shù)最少，比淺濕Ⅰ和淺濕Ⅱ少1d；在常規(guī)灌溉技術(shù)中，常規(guī)Ⅱ和常規(guī)Ⅲ抽穗期天數(shù)相同，常規(guī)Ⅰ全生育天數(shù)最多，為114d。在不同灌溉技術(shù)中，濕潤Ⅰ全生育期最長天數(shù)比常規(guī)Ⅲ全生育期最短天數(shù)差距達(dá)8d。由此可見，不同的灌溉技術(shù)其水稻生育期長短有差異。不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育期天數(shù)比較，見圖1。從圖1中可以看出，全生育期天數(shù)的差異主要是由插穗歷期天數(shù)的差異造成的，后期從抽穗到成熟的天數(shù)基本一致為47-49d。隨著田間灌水分的減少，水稻的生育期會(huì)相應(yīng)的延長，原因是生育期內(nèi)水分供給不足，會(huì)影響稻株的生長發(fā)育，使?fàn)I養(yǎng)生長階段的時(shí)間延長，而導(dǎo)致全生育期天數(shù)的延長[2]。對(duì)不同灌溉技術(shù)的全生育期天數(shù)進(jìn)行方差分析，水稻全生育期天數(shù)Duncan's新復(fù)極差測驗(yàn)的多重比較結(jié)果，見表2。

表1 不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育進(jìn)程

圖1 不同灌溉技術(shù)小區(qū)水稻生育期天數(shù)比較

表2 水稻全生育期天數(shù)Duncan's新復(fù)極差測驗(yàn)的多重比較結(jié)果

續(xù)表2 水稻全生育期天數(shù)Duncan's新復(fù)極差測驗(yàn)的多重比較結(jié)果

2 不同灌溉技術(shù)對(duì)水稻株高的影響

濕潤灌溉技術(shù)下株高變化趨勢，見圖2。

圖2 濕潤灌溉技術(shù)下株高變化趨勢

由圖2可見，在濕潤灌溉技術(shù)中，濕潤Ⅲ分別在各生育期內(nèi)株高均比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高，在返青期高0.2cm、0.2cm，在分蘗期高0.3cm、0.5cm；在孕穗期高0.4cm、0.7cm；在抽穗期，濕潤Ⅲ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高0.5cm、0.4cm；在乳熟期，高0.3cm、0.4cm，從返青期到孕穗期濕潤Ⅲ與濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高差逐漸變大，在孕穗期高差達(dá)到最大值，此時(shí)濕潤Ⅲ株高與濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ的株高差值為0.4cm、0.7cm，從抽穗期到乳熟期，濕潤Ⅲ與濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ高差逐漸減緩，濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ株高變化不大。

淺濕灌溉技術(shù)下株高變化趨勢，見圖3。

圖3 淺濕灌溉技術(shù)下株高變化趨勢

由圖3可見,在淺濕潤灌溉技術(shù)中，淺濕Ⅲ在各生育期內(nèi)株高比淺濕Ⅰ和淺濕Ⅱ高，也是從返青期高差逐漸變大，在孕穗期達(dá)到最大值，之后減緩，到不變。

常規(guī)灌溉技術(shù)下株高變化趨勢，見圖4。

圖4 常規(guī)灌溉技術(shù)下株高變化趨勢

同理，由圖4可見,在常規(guī)灌溉技術(shù)中，常規(guī)Ⅲ株高最高，高差在孕穗期達(dá)到最大值。

不同灌溉技術(shù)下株高變化趨勢，見圖5。

圖5 不同灌溉技術(shù)下株高變化趨勢

由圖5可見,在不同灌溉技術(shù)中，以濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ和常規(guī)Ⅲ為例，水稻整個(gè)生育進(jìn)程中，從返青期到孕穗期株高差距逐漸加大，抽穗期到乳熟期株高差距減緩，孕穗期株高差距達(dá)到最大值，在孕穗期間，濕潤Ⅲ和淺濕Ⅲ均比低6.9 cm、13.8 cm，各處理從抽穗期到乳熟期株高基本變化不大。常規(guī)Ⅲ稻株株高均高于其他處理的株高，常規(guī)Ⅲ、淺濕Ⅲ株高在整個(gè)生育期內(nèi)大于濕潤Ⅲ，原因是在返青至孕穗期間，濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ水層較淺有利水稻根系生長，株高生長緩慢，常規(guī)Ⅲ水層較深有利于水稻向上生長，在分蘗期與孕穗期期間，由于對(duì)濕潤Ⅲ實(shí)施土壤水分調(diào)控后，水稻的株高生長會(huì)受到抑制，在抽穗期到乳熟期期間，稻株已從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變成生殖生長，株高不再增加，從而導(dǎo)致濕潤Ⅲ的株高低于常規(guī)Ⅲ，同時(shí)不同灌溉技術(shù)株高的與干物質(zhì)量積累有關(guān)。

3 不同灌溉技術(shù)單株分蘗消長動(dòng)態(tài)

分蘗是稻株在莖基部的腋芽發(fā)育而成的分枝，其生長狀況是個(gè)體健壯程度的重要指標(biāo)。通過對(duì)水稻分蘗動(dòng)態(tài)的研究，掌握水稻群體在不同灌溉技術(shù)條件下分蘗動(dòng)態(tài)變化，以便促使水稻群體向著最佳的分蘗動(dòng)態(tài)發(fā)展，提高分蘗穗在群體中的比重，提高有效分孽數(shù)，保障水稻穩(wěn)產(chǎn)[3]。

濕潤灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢，見圖6。

圖6 濕潤灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢

由圖6所示，在濕潤灌溉技術(shù)中，濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ水稻分蘗數(shù)在整個(gè)生育期間變化趨勢是相似的，變化過程都為單峰型曲線，濕潤Ⅲ的單峰曲線均高于濕潤Ⅰ和濕潤Ⅱ。

淺濕灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢，見圖7。

圖7 淺濕灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢

由圖7所示，在淺濕灌溉技術(shù)中，淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ和淺濕Ⅲ分蘗消長動(dòng)態(tài)均為單峰型曲線，淺濕Ⅲ的單峰曲線均高于淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ，淺濕灌溉技術(shù)單株分蘗數(shù)在7月16日達(dá)到最高峰，淺濕Ⅲ的最高分蘗數(shù)分別比淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ高2個(gè)/穴、1個(gè)/穴。

常規(guī)灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢，見圖8。

圖8 常規(guī)灌溉技術(shù)下分蘗變化趨勢

由圖8所示，在常規(guī)灌溉技術(shù)中，常規(guī)Ⅲ水稻分蘗數(shù)在各個(gè)生育期內(nèi)均比常規(guī)Ⅰ和常規(guī)Ⅱ分蘗數(shù)高。由此可以得到，同種灌溉技術(shù)下不同的灌溉水平影響單株分蘗消長動(dòng)態(tài)，灌溉水平高有利于促進(jìn)分蘗。

不同灌溉技術(shù)下分蘗動(dòng)態(tài)變化，見圖9。

圖9 不同灌溉技術(shù)下分蘗動(dòng)態(tài)變化

由于濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ、常規(guī)Ⅲ分別在各灌溉技術(shù)中分蘗數(shù)最高，有代表性，將其各自作為相應(yīng)灌溉技術(shù)進(jìn)行分析。在不同灌溉技術(shù)中，由圖9所示，濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ、常規(guī)Ⅲ水稻移栽8d后開始分蘗，隨著生育期的推進(jìn)迅速增長，達(dá)到高峰后逐漸下降，變化過程為單峰型曲線。常規(guī)Ⅲ的最高苗峰出現(xiàn)時(shí)期比濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ最高苗峰提前約5d，分蘗數(shù)為25個(gè)/穴, 濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ分別比常規(guī)Ⅲ低6個(gè)/穴、4個(gè)/穴。濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ從插秧后46d分蘗數(shù)均低于常規(guī)Ⅲ，濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ約在7月6日分蘗增長速度遲緩。原因是濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ在分蘗期間對(duì)土壤水分進(jìn)行調(diào)控，使分蘗能力受到影響，從而為水稻提供良好的生長環(huán)境，促使水稻分蘗早生快發(fā)，產(chǎn)生較多的有效分蘗，發(fā)根好，獨(dú)立營養(yǎng)性強(qiáng)，同時(shí)由于土壤水分調(diào)控對(duì)水稻分蘗數(shù)增長具有后效性，分蘗末期的水分控制對(duì)拔節(jié)孕穗前期仍有影響，在拔節(jié)孕穗期土壤水分相對(duì)分蘗后期有所緩解 。同時(shí)，正由于濕潤Ⅲ、淺濕Ⅲ在分蘗后期，拔節(jié)孕穗期分蘗數(shù)相對(duì)較少，從而保證了減少無效分蘗，為提高產(chǎn)量作保證[4]。

4 不同灌溉技術(shù)葉面積指數(shù)(LAI)動(dòng)態(tài)變化

葉片是稻株進(jìn)行光合作用，制造有機(jī)物的重要器官，其光合量占全株總光合量的90%以上。葉面積指數(shù)是水稻群體的總綠色葉面積與水稻群體所占據(jù)的稻田面積的比值。在正常情況下，水稻的葉面積都是由零逐漸增大，到營養(yǎng)生長末期時(shí)達(dá)到最大值。水稻的葉面積指數(shù)是在拔節(jié)孕穗期上升得最快，這也是這一期耗水量上升最快的原因(葉宏玉等，2008)。

水稻葉面積指數(shù)大小影響光合速率的高低，即決定產(chǎn)量的高低，水稻葉面積指數(shù)也是衡量水稻群體生產(chǎn)規(guī)模或群體大小的主要標(biāo)準(zhǔn)，高產(chǎn)群體必須有一個(gè)適宜的最大葉面積指數(shù)。適宜葉面積指數(shù)要通過合理葉面積指數(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)來實(shí)現(xiàn)。水稻生育前期葉面積指數(shù)增長得快，中后期葉面積指數(shù)下降得也快。高產(chǎn)要有適宜的葉面積指數(shù)，但適宜葉面積指數(shù)不一定能高產(chǎn)，還決定適宜的葉面積指數(shù)組成。因?yàn)槿~面積大則光合產(chǎn)物多，但是并不是葉面積越大，光合產(chǎn)物就越大，因?yàn)槿~片過多，葉面積指數(shù)過大，群體過大，會(huì)造成葉片間互相遮蔭，光照不足，反而減少了光合面積，直接影響到光合生產(chǎn)，對(duì)產(chǎn)量形成不利；相反葉面積指數(shù)過小，群體過小，光合生產(chǎn)量又會(huì)不足，水稻又難以形成較高的子粒產(chǎn)量。因此，水稻高產(chǎn)必須要有一個(gè)適宜的最大葉面積指數(shù)，只有群體最大葉面積指數(shù)適宜時(shí)，才能維持較高的光合效率，最終獲得高產(chǎn)。

不同灌溉技術(shù)下水稻葉面積指數(shù)(LAI)，見表2。

表2 不同灌溉技術(shù)下水稻葉面積指數(shù)(LAI)

由表2可以得出，在濕潤灌溉技術(shù)中，濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ在各生育期內(nèi)葉面積指數(shù)存在差異，濕潤Ⅱ葉面積指數(shù)均比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅲ的葉面積指數(shù)高，在返青期，濕潤Ⅱ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅲ高0.007、0.012 ，在分蘗期高0.058、0.091，在孕穗期，濕潤Ⅱ比濕潤Ⅰ、濕潤Ⅲ高0.287、0.13；在抽穗期高0.138、0.344，在乳熟期高0.111、0.178；濕潤Ⅰ、濕潤Ⅱ、濕潤Ⅲ葉面積指數(shù)變化過程均為單峰曲線，差異不顯著。在淺濕潤灌溉技術(shù)中，從返青期到孕穗期淺濕Ⅰ與淺濕Ⅱ、淺濕Ⅲ葉面積指數(shù)差值逐漸變大，在孕穗期高差達(dá)到最大值，此時(shí)淺濕Ⅰ葉面積指數(shù)與淺濕Ⅱ、淺濕Ⅲ葉面積指數(shù)差值分別為0.15、0.21，從抽穗期到乳熟期淺濕Ⅰ、淺濕Ⅱ和淺濕Ⅲ葉面積指數(shù)差值逐漸減小。在常規(guī)灌溉技術(shù)中，常規(guī)Ⅰ在各生育期內(nèi)葉面積指數(shù)比常規(guī)Ⅱ和常規(guī)Ⅲ高，也是從返青期高差逐漸變大，在孕穗期達(dá)到最大值，之后減緩，到不變。由此看出，在相同灌溉技術(shù)下，灌溉水平相對(duì)低的處理葉面積指數(shù)高，有利于稻株葉生長，不同灌溉水平影響稻株葉生長發(fā)育。

不同灌溉技術(shù)小區(qū)各生育期葉面積指數(shù)，見圖10。

圖10 不同灌溉技術(shù)小區(qū)各生育期葉面積指數(shù)

在濕潤灌溉、淺濕灌溉、常規(guī)灌溉技術(shù)中，葉面積指數(shù)最高的分別為濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ、常規(guī)Ⅰ，對(duì)于濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ、常規(guī)Ⅰ的葉面積指數(shù)進(jìn)行分析。如圖10所示，從圖中可以看出小區(qū)各個(gè)灌溉技術(shù)之間水稻葉面積指數(shù)上的差異，差異在分蘗期較小，在抽穗開花期前后達(dá)到最大。從分蘗期到抽穗期，濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ增長速度比常規(guī)灌溉慢；從抽穗期到乳熟期，葉片逐漸消亡，葉面積下降的趨勢平行，淺濕Ⅰ的相對(duì)死亡率比常規(guī)Ⅰ高。經(jīng)方差分析，濕潤Ⅱ、淺濕Ⅰ的最大葉面積指數(shù)與常規(guī)Ⅰ有顯著差異。主要是由于受水分的影響，葉片的生長受限制，主要表現(xiàn)在葉片寬窄上。葉長與葉寬的差異導(dǎo)致葉面積的差異。隨生育進(jìn)程，不同灌溉技術(shù)的葉面積指數(shù)(LAI)逐漸增大，抽穗開花期最大。分蘗期、孕穗期不同灌溉技術(shù)方式葉面積指數(shù)為濕潤Ⅱ>淺濕Ⅰ>常規(guī)Ⅰ。在抽穗開花期，不同灌溉技術(shù)的葉面積指數(shù)均以濕潤Ⅱ最高，淺濕Ⅰ、常規(guī)Ⅰ分別比濕潤Ⅱ低13.78%、21.00%，淺濕Ⅰ次之，常規(guī)Ⅰ最低。由此可見，全生育期內(nèi)，常規(guī)灌溉嚴(yán)重影響到葉面積指數(shù)的變化，這是由于重淹嚴(yán)重制約了水稻正常生長，細(xì)胞生長能力遭到嚴(yán)重的削弱，葉面積、葉面積指數(shù)也就變化得較快。而濕潤灌溉輕旱條件下葉面積指數(shù)增長速度較快，葉面積指數(shù)較同期其他水位管理?xiàng)l件下葉面積指數(shù)最大，表明輕旱反而促進(jìn)水稻葉面積指數(shù)的增長，也有利于水稻的生長發(fā)育。

5 結(jié) 論

不同灌溉技術(shù)對(duì)水稻的生育期有顯著影響。隨著田間灌水量的減少，不同灌溉技術(shù)水稻的生育期會(huì)相應(yīng)的延長。生育期內(nèi)水分供給不足，會(huì)影響稻株的生長發(fā)育，使?fàn)I養(yǎng)生長階段的時(shí)間延長，導(dǎo)致全生育期天數(shù)的延長。在不同灌溉技術(shù)中，株高大小為常規(guī)灌溉>淺濕灌溉>濕潤灌溉。由于濕潤灌溉技術(shù)實(shí)施土壤水分調(diào)控后，水稻的株高生長會(huì)受到抑制，在抽穗期到乳熟期期間，稻株已從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變成生殖生長，株高不再增加，從而導(dǎo)致濕潤灌溉技術(shù)的株高低于常規(guī)灌溉技術(shù)。潤Ⅲ、淺濕Ⅲ、常規(guī)Ⅲ水稻移栽8天后開始分蘗，隨著生育期的推進(jìn)迅速增長，達(dá)到高峰后逐漸下降，變化過程為單峰型曲線。濕潤灌溉技術(shù)對(duì)土壤水分進(jìn)行調(diào)控，保證了減少無效分蘗，為提高產(chǎn)量作保證。